一种IGBT薄片晶圆的背面金属化的制备方法与流程

本申请涉及晶圆处理，具体而言，涉及一种igbt薄片晶圆的背面金属化的制备方法。

背景技术：

1、igbt薄片晶圆适用于高压、大电流领域，是电力电子装置的cpu，其兼具mos输入阻抗高、 导通电压低的优势，驱动功率小且饱和电压低。目前，新能源汽车、光伏和储能等领域对于igbt需求呈现高增长。

2、功率器件igbt因阳极或集电区，厚度薄，采用传统的焊接方法无法保证其电极可靠性，故采用多层金属膜来实现电连接。其背面金属常用多层金属膜(内黏附层+中间阻挡层+外电导层)结构，其中al 作为欧姆接触层（al和si 反应生成al钉，使得肖特基接触转变为欧姆接触）、ti 作为粘附层、niv作为阻挡层、ag防止ni氧化及好的浸润(wetting)特性，作为后续焊锡(solidering)工艺。

3、但是，在实际的生产过程中，薄片需要经过减薄工艺，其经过背面研磨之后，其表面会十分粗糙且晶圆表面受到损伤, 加上工艺过程中形成的al-si spiking 大小、深度、密度难以控制，易造成背面金属接触不良或al_si spiking 过深，进而引起器件失效。传统工艺中，调节镍钒合金靶材镀膜压力，并在之后采用退火工艺，来形成al_si spiking, 工艺复杂，且需要额外的退火处理程序，时间长且工艺成本高昂。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请的目的在于提供一种igbt薄片晶圆的背面金属化的制备方法，能够通过使用氢氟酸对待处理晶圆进行湿法蚀刻，处理掉待处理晶圆表面的第一目标厚度的氧化膜，并通过物理气相沉积铝镀膜技术或限域空间生产技术得到带有al钉igbt薄片晶圆，解决现有技术中存在的igbt晶圆薄片需要经过减薄工艺，其表面会十分粗糙且晶圆表面受到损伤，以及传统工艺中，调节镍钒合金靶材镀膜压力，并在之后采用退火工艺，来形成al钉的工艺复杂，且需要额外的退火处理程序，时间长且工艺成本高昂的问题，达到减少igbt薄片晶圆工艺步骤和工艺成本，增加igbt薄片晶圆产能的效果。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种igbt薄片晶圆的背面金属化的制备方法，所述方法包括：使用氢氟酸对待处理晶圆进行湿法蚀刻，以清洗掉待处理晶圆表面第一目标厚度的氧化膜，得到带有平滑表面的第一中间晶圆；基于al限域空间生长技术，对第一中间晶圆进行处理，以得到带有al钉的第二中间晶圆；对带有al钉的第二中间晶圆依次进行深槽隔离、镍钒合金靶材镀膜和银离子迁移步骤，得到带有al钉的薄片晶圆。

3、可选地，所述方法还包括：在第一时间完成对第一中间晶圆进行处理，以在第二中间晶圆上形成第二目标厚度的氧化膜，其中，第二目标厚度远小于第一目标厚度。

4、可选地，基于al限域空间生长技术，对第一中间晶圆进行处理，以得到带有al钉的第二中间晶圆的步骤包括：执行al物理气相沉积铝涂层工艺；关闭所述腔室的冷却泵，并调节腔室的压力至第三目标压力区间；控制所述第一目标晶圆在腔室内在目标温度区间内静置第二时间，得到带有al钉的第二中间晶圆。

5、可选地，所述al物理气相沉积铝涂层工艺包括：关闭第一中间晶圆所在的腔室的冷却泵，以平衡腔室内外压力；在第一中间晶圆传输至腔室后，向所述腔室中输入氩气，使腔室内的压力达到第一目标压力区间；对腔室内的第一中间晶圆进行预热，使腔室内的第一中间晶圆达到目标温度；抽出腔室内的气体，并重新向所述腔室中输入氩气，使腔室内的气压达到第二目标压力区间；点火，并执行沉积铝工艺。

6、可选地，第一目标压力区间为90毫托至110毫托，第二目标压力区间为3毫托至5毫托，其中，抽出腔室内的气体，并重新向所述腔室中输入氩气的步骤包括：在抽出腔室的气体后，检测腔室内是否为真空；在确定腔室内为真空后，重新向所述腔室中输入氩气。

7、可选地，第三目标压力区间为90毫托至110毫托，目标温度区间为300摄氏度至400摄氏度。

8、可选地，所述第一时间为2小时，所述第二时间大于三分钟。

9、第二方面，本申请实施例还提供了一种igbt薄片晶圆的背面金属化的制备装置，所述装置包括：

10、第一中间晶圆制备模块，用于使用氢氟酸对待处理晶圆进行湿法蚀刻，以清洗掉待处理晶圆表面第一目标厚度的氧化膜，得到带有平滑表面的第一中间晶圆；

11、第二中间晶圆制备模块，用于基于al限域空间生长技术，对第一中间晶圆进行处理，以得到带有al钉的第二中间晶圆；

12、薄片晶圆制备模块，用于对带有al钉的第二中间晶圆依次进行深槽隔离、镍钒合金靶材镀膜和银离子迁移步骤，得到带有al钉的薄片晶圆。

13、第三方面，本申请实施例还提供一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如上述的igbt薄片晶圆的背面金属化的制备方法的步骤。

14、第四方面，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如上述的igbt薄片晶圆的背面金属化的制备方法的步骤。

15、本申请实施例提供的一种igbt薄片晶圆的背面金属化的制备方法，能够通过使用氢氟酸对待处理晶圆进行湿法蚀刻，处理掉待处理晶圆表面的第一目标厚度的氧化膜，并通过物理气相沉积铝镀膜技术或限域空间生产技术得到带有al钉igbt薄片晶圆，解决现有技术中存在的igbt晶圆薄片需要经过减薄工艺，其表面会十分粗糙且晶圆表面受到损伤，以及传统工艺中，调节镍钒合金靶材镀膜压力，并在之后采用退火工艺，来形成al钉的工艺复杂，且需要额外的退火处理程序，时间长且工艺成本高昂的问题，达到减少igbt薄片晶圆工艺步骤和工艺成本，增加igbt薄片晶圆产能的效果。

16、为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

技术特征：

1.一种igbt薄片晶圆的背面金属化的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述al物理气相沉积铝涂层工艺包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，第一目标压力区间为90毫托至110毫托，第二目标压力区间为3毫托至5毫托，

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第三目标压力区间为90毫托至110毫托，目标温度区间为300摄氏度至400摄氏度。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一时间为2小时，所述第二时间大于三分钟。

7.一种igbt薄片晶圆的背面金属化的制备装置，其特征在于，所述装置包括：

8.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行如权利要求1至6任一所述方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至6任一所述方法的步骤。

技术总结
本申请提供了一种IGBT薄片晶圆的背面金属化的制备方法，其中，该方法包括：使用氢氟酸对待处理晶圆进行湿法蚀刻，以清洗掉待处理晶圆表面第一目标厚度的氧化膜，得到带有平滑表面的第一中间晶圆；基于Al限域空间生长技术，对第一中间晶圆进行处理，以得到带有Al钉的第二中间晶圆；对带有Al钉的第二中间晶圆依次进行深槽隔离、镍钒合金靶材镀膜和银离子迁移步骤，得到带有Al钉的薄片晶圆。本申请能够通过使用氢氟酸对待处理晶圆进行湿法蚀刻，处理掉待处理晶圆表面的第一目标厚度的氧化膜，并通过物理气相沉积铝镀膜技术或限域空间生产技术得到带有Al钉IGBT薄片晶圆，达到减少IGBT薄片晶圆工艺步骤和工艺成本，增加IGBT薄片晶圆产能的效果。

技术研发人员：鄢江兵,卢金德,贾晓峰,李志华,陈献龙
受保护的技术使用者：粤芯半导体技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16